2020年，隨著我國“雙碳”目標(biāo)的提出，氫能因具有清潔高效、可儲能、可運(yùn)輸、應(yīng)用場景豐富等特點(diǎn)，成為我國能源轉(zhuǎn)型過程中的重要能源載體。
目前，全球氫氣的年產(chǎn)量約為7000萬噸，市場規(guī)模千億美元，其中亞洲是最大市場，氫氣產(chǎn)量占比為48%，美洲為22%，歐洲為18%。根據(jù)《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書2020》顯示，我國氫氣產(chǎn)能約每年4100萬噸，產(chǎn)量約3342萬噸，已位居世界第一。
中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會氫能分會會長魏鎖曾表示，氫能產(chǎn)業(yè)需要充分發(fā)揮我國規(guī)?；袌鰞?yōu)勢和內(nèi)需潛力，通過政策引導(dǎo)，快速形成市場規(guī)模，加快產(chǎn)業(yè)鏈布局和科技研發(fā)，形成強(qiáng)大的技術(shù)支撐體系，推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
作為離消費(fèi)端最近，且最具規(guī)模效應(yīng)的應(yīng)用場景，氫能汽車及氫燃料電池正成為當(dāng)下我國打開氫能應(yīng)用市場的一個切入點(diǎn)。
一半火焰，一半海水
一直以來，工業(yè)、建筑和移動交通是全球公認(rèn)的三大碳排放源頭。我國交通運(yùn)輸領(lǐng)域的碳排放總量已占全國碳排放總量的10%，因此發(fā)展新能源汽車一直是我國交通領(lǐng)域“脫碳”的重要途徑。
在“雙碳”目標(biāo)的驅(qū)動下，一方面，氫作為單位質(zhì)量高能量密度燃料，其所能提供的能量是石油的3倍、煤炭的4.5倍，且燃燒后只排放水，被業(yè)界寄予厚望；另一方面，近幾年，電動汽車的續(xù)航里程似乎已經(jīng)觸達(dá)了天花板，續(xù)航瓶頸問題一直無法突破。
延長續(xù)航里程意味著電動汽車的鋰電池組要更大、更重以及更貴，而氫燃料電池的續(xù)航里程一般都是400千米起步，和傳統(tǒng)燃油汽車的行駛里程非常接近，并且加氫屬于物理過程，全程只需幾分鐘。不久前，豐田中國宣布，豐田在電動化技術(shù)方面再次取得重大突破，其氫燃料電池車豐田Mirai一次加氫行駛了1000千米以上，其續(xù)航能力打破了此前由現(xiàn)代氫燃料車Nexo創(chuàng)造的778千米的世界紀(jì)錄。
人們對于電動汽車的想象已經(jīng)足夠豐富且多數(shù)已經(jīng)落地，而氫燃料電池車的未來還充滿著無限可能。無論是從續(xù)航里程、充電速度，還是減排效果，氫燃料電池車似乎都更勝一籌，也因此，氫燃料電池車市場入局者眾多。
今年1月，現(xiàn)代汽車在廣州市成立了現(xiàn)代汽車氫燃料電池系統(tǒng)（廣州）有限公司，成為首家在華建立氫燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)基地的全球汽車廠商。隨后，長城汽車在3月舉辦了氫能戰(zhàn)略全球發(fā)布會，系統(tǒng)地發(fā)布了有關(guān)氫能研發(fā)利用的戰(zhàn)略目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)路徑和重要核心技術(shù)方向，并預(yù)計(jì)在年內(nèi)推出全球首款C級氫燃料電池SUV。
在今年第十九屆上海國際車展上，不少車企也發(fā)布了關(guān)于氫能汽車的研發(fā)成果及未來暢想：上汽展出了旗下全球首款燃料電池MPV——上汽大通MAXUS EUNIQ 7，目前已量產(chǎn)上市；東風(fēng)汽車展出了其研發(fā)的東風(fēng)燃料電池系統(tǒng)——東風(fēng)氫元，該電池系統(tǒng)體積小、輕量化，氫氣利用率達(dá)到95%，整體效率高出行業(yè)5%～10%；紅旗展出了其氫能發(fā)動機(jī)和氫燃料電池發(fā)動機(jī)，最大功率為140千瓦（約為190馬力）。
似乎所有的車企都在“氫”其所能，“氫”裝上陣，然而，業(yè)界對氫燃料電池汽車的熱情卻沒能換來亮眼的成績單。
根據(jù)工信部的數(shù)據(jù)，2020年我國新能源汽車產(chǎn)銷分別為136.6萬輛和136.7萬輛，同比分別增長7.5%和10.9%。其中，純電動汽車產(chǎn)銷分別完成110.5萬輛和111.5萬輛，同比分別增長5.4%和11.6%，而燃料電池汽車產(chǎn)銷均僅完成0.1萬輛，同比分別下降57.5%和56.8%。
與電動汽車同時(shí)起步的氫燃料電池車，落后了不只一點(diǎn)，前景無限的氫燃料電池車產(chǎn)業(yè)為何雷聲大、雨點(diǎn)小？
國家能源集團(tuán)北京低碳清潔能源研究院氫能研發(fā)負(fù)責(zé)人何廣利表示：“氫燃料電池車的產(chǎn)業(yè)鏈較為復(fù)雜，尤其是上游產(chǎn)業(yè)鏈，拋開制氫不說，單是氫氣的儲運(yùn)和加氫這兩個環(huán)節(jié)就存在投入大、落地難的問題?！?
有車，沒氣，是目前氫燃料電池車市場發(fā)展的困境之一。
氫能基礎(chǔ)設(shè)施，先有雞還是先有蛋？
當(dāng)下，電網(wǎng)布局已深入城市的各個角落，只要有充電樁，電動汽車就有動力來源。但與電動汽車的充電不同，氫燃料電池車的動力源來自氫氣，雖然和電同屬二次能源，但是氫氣無法做到隨地可用，和油氣類似，氫氣需要從制氫源頭運(yùn)出，然后送到固定的站點(diǎn)。
先來看氫氣的儲運(yùn)。目前，我國主要通過長管拖車和管道來進(jìn)行高壓氣態(tài)氫氣的運(yùn)輸。其中高壓長管拖車是氫氣近距離輸運(yùn)的重要方式，技術(shù)較為成熟，單車運(yùn)氫可達(dá)300千克。管道運(yùn)輸是未來氫氣大規(guī)模、長距離運(yùn)輸?shù)闹匾绞?，其?yōu)勢是輸氫量大、能耗小、成本低，劣勢是管道建造的一次性投資較大。從公開資料來看，目前在運(yùn)的濟(jì)源—洛陽氫氣管道長25千米，建造費(fèi)用達(dá)1.46億元，平均到單位長度的建造費(fèi)用高達(dá)584萬元/千米。
那有沒有可能用已經(jīng)建成的天然氣管道來運(yùn)輸氫氣，以降低投建成本？
何廣利表示，目前我國還沒有將氫氣和天然氣混合運(yùn)輸，后端分離使用的先例，這不僅涉及從天然氣中提取氫氣的技術(shù)問題，還涉及結(jié)算體系問題。
“目前，天然氣的銷售方式是按體積來賣，以立方米為基礎(chǔ)單位，但是氫氣是按質(zhì)量進(jìn)行銷售，以千克為單位。同等體積的氫氣產(chǎn)生的熱值是天然氣的1/4～1/3，但是同等質(zhì)量的氫氣產(chǎn)生的熱值卻是天然氣的3～4倍，所以用哪個標(biāo)準(zhǔn)體系來定價(jià)，目前還沒有定論?！?
何廣利還指出，對于氫氣在天然氣運(yùn)輸管道里對管道材料和焊接材料是否會發(fā)生氫脆和氫腐蝕反應(yīng)的問題，目前我國在此方面相關(guān)研究成果較少，同時(shí)又與管道壓力、氫氣和天然氣組成、管道材料等等相關(guān)，貿(mào)然混用天然氣輸氣管道存在一定風(fēng)險(xiǎn)。
截至目前，我國的氫氣管道僅有約100千米，而上述存在的種種運(yùn)輸問題也直接導(dǎo)致了加氫站和氫燃料電池車只能在區(qū)域推廣，無法做到全國鋪開。
此外，在加氫站的投建審批環(huán)節(jié)，何廣利表示，目前國家層面尚無明確的主管部門和審批流程，這也在一定程度上影響了加氫站的建設(shè)步伐。
“目前在一些燃料電池車輛推廣較好的地區(qū)，車企、車輛運(yùn)營企業(yè)和加氫站投建方達(dá)成一致，形成閉環(huán)運(yùn)營模式，其他地區(qū)，尚處于觀望狀態(tài)。消費(fèi)者不敢買，因?yàn)榕聼o處加氫；車企不敢大批量生產(chǎn)，因?yàn)榕聸]人買；而動輒千萬的加氫站投建方就更是不敢隨意投建了。這似乎遇到了‘先有蛋還是先有雞’的問題。不過，未來如果想大力推廣氫能的使用，還是應(yīng)該先保障氫能基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，因?yàn)橹挥屑託湔镜臄?shù)量上來了，車企和消費(fèi)者才有定心丸。”
《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書2020》顯示，截至2020年年底，全球加氫站約為544座，我國建成加氫站128座，氫燃料電池汽車?yán)塾?jì)保有量達(dá)7000多輛。預(yù)計(jì)到2050年，我國加氫站數(shù)量將達(dá)到10000座以上。
不僅僅是汽車
當(dāng)前，全球氫氣使用量約為1.15 億噸，其中約61%用于煉油和生產(chǎn)化肥，39%用于生產(chǎn)甲醇和其他化學(xué)品以及燃料等。我國年產(chǎn)氫氣3000多萬噸，而應(yīng)用到交通領(lǐng)域的氫氣僅占千分之一。
國際能源署（IEA）曾將能源的應(yīng)用方向分為三個，分別是提供熱能、電能以及用作燃料，目前除石油外，只有氫氣可以滿足當(dāng)前人類社會對能源應(yīng)用方向的全部需求。所以，除了交通領(lǐng)域，氫能在工業(yè)、建筑、分布式儲能以及供熱等領(lǐng)域也可以有所作為。
而嘗試也正在進(jìn)行。
不久前，科技部與山東省共同簽署了“氫進(jìn)萬家”科技示范工程。據(jù)了解，“氫進(jìn)萬家”科技示范工程將通過純氫管道輸送的方式，將氫能應(yīng)用拓展到除移動交通之外的多個領(lǐng)域，例如社區(qū)樓宇、港口、高速公路等眾多場景。
不過，上述場景實(shí)現(xiàn)，以及未來如何從“示范”走到“普及”的前提，關(guān)鍵還是氫能技術(shù)的突破以及政策的扶持。
多位業(yè)內(nèi)專家表示，雖然目前氫能已經(jīng)被列入“十四五”規(guī)劃，但氫能的專項(xiàng)規(guī)劃到現(xiàn)在還沒有發(fā)布。
縱觀我國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，不難發(fā)現(xiàn)，在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，政策扶持顯得尤為重要，從探索到糾偏，只有在政策扶持下，產(chǎn)業(yè)才能進(jìn)入規(guī)模化，從而降低成本，開拓市場，提升商業(yè)競爭力。
